[發(fā)明專利]應(yīng)用于鐵礦燒結(jié)的生物質(zhì)燃料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710900016.1
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN108865316B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉超;張玉柱;趙凱;邢宏偉;康月;石焱;李杰
• 申請（專利權(quán)）人: 華北理工大學(xué)
• 主分類號: C10L5/44
• 分類號: C10L5/44
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于鐵礦燒結(jié)的生物質(zhì)燃料的制備方法，包括以下步驟：對生物質(zhì)進行粉碎，得到成型生物質(zhì)；在氮氣環(huán)境下，將所得成型生物質(zhì)以5～10℃/min的升溫速率由室溫升至350～450℃；再以15～25℃/min的升溫速率升溫至500～650℃，自然冷卻至室溫，得到炭化生物質(zhì)；對所得炭化生物質(zhì)進行粉碎，得到炭化生物質(zhì)顆粒；在所述炭化生物質(zhì)顆粒上均勻噴灑質(zhì)量為該炭化生物質(zhì)顆粒6～9wt％的水，得到浸潤炭化生物質(zhì)；將所得浸潤炭化生物質(zhì)和CaO粉末均勻混合，得到生物質(zhì)燃料。本發(fā)明不僅能夠使生物質(zhì)固定碳含量、反應(yīng)性和燃燒性等性能指標(biāo)接近焦粉，而且燒結(jié)過程中有利于鐵酸鈣相的生成，改善燒結(jié)礦性能指標(biāo)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋼鐵冶金燒結(jié)燃料技術(shù)領(lǐng)域，具體來說涉及一種應(yīng)用于鐵礦燒結(jié)的生物質(zhì)燃料的制備方法。

背景技術(shù)

我國鋼鐵工業(yè)流程結(jié)構(gòu)以高爐-轉(zhuǎn)爐流程為主，燒結(jié)煙氣中污染物來源與燒結(jié)過程中燃料燃燒密切相關(guān)，燒結(jié)過程中產(chǎn)生的90％以上的NO_x源于燃料中的有機含氮化合物。燒結(jié)煙氣中SO₂的來源主要是鐵礦石中的FeS₂或FeS、燃料中的S與氧反應(yīng)產(chǎn)生，一般認(rèn)為S生成SO₂的比率可以達(dá)到85％～95％。燒結(jié)煙氣中的CO_x源于燒結(jié)燃料的燃燒。因此，以保護環(huán)境和資源綜合利用為出發(fā)點，研制取代傳統(tǒng)燃料的新型環(huán)保型燒結(jié)燃料，實現(xiàn)控制燒結(jié)污染源頭是控制鐵礦燒結(jié)過程污染物排放的最直接、有效的手段。

生物質(zhì)能是可再生的清潔能源，其來源廣泛，儲量巨大而且可以再生。面臨礦產(chǎn)資源日益匱乏的現(xiàn)狀，謀求以循環(huán)經(jīng)濟、生態(tài)經(jīng)濟為指導(dǎo)，堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略已經(jīng)成為世界共識，立足保護人類自然資源和生態(tài)環(huán)境的高度，充分有效地利用豐富的、可再生的生物質(zhì)資源十分必要。應(yīng)用生物質(zhì)能替代煤炭類化石燃料進行燒結(jié)，其燃燒產(chǎn)生的CO₂參與大氣碳循環(huán)，加之生物質(zhì)燃料低S、低N的特點，因而可從源頭降低燒結(jié)CO₂、SO₂、NO_x的產(chǎn)生。但是由于生物質(zhì)燃料疏松多孔導(dǎo)致燃燒反應(yīng)過快，并且密度小，熱值低，直接應(yīng)用于鐵礦燒結(jié)會導(dǎo)致火焰前峰與熱波前峰移動速率不匹配，燒結(jié)料層溫度低，最終影響燒結(jié)礦轉(zhuǎn)鼓強度、成品率等性能指標(biāo)。應(yīng)當(dāng)通過必要的技術(shù)手段對生物質(zhì)燃料進行處理，降低其反應(yīng)性，使火焰前峰與熱波前峰移動速率匹配，增加其固定碳含量，提高燃料熱值。目前，申請?zhí)枮?01110180200.6的專利通過將生物質(zhì)進行炭化處理，獲得燒結(jié)用的生物質(zhì)炭燃料，替代焦粉、無煙煤等化石能源作燒結(jié)燃料，實現(xiàn)鐵礦燒結(jié)的清潔生產(chǎn)；申請?zhí)?01110180196.3生物質(zhì)成型燃料的制備是在添加硅溶膠、消石灰的條件下熱壓成型，獲得固體成型燃料。但是，對于燒結(jié)用的生物質(zhì)燃料的整個制備方法與應(yīng)用，特別是利用CaO粉末對生物質(zhì)燃料填充包裹技術(shù)對抑制NO_x生成鮮有報道。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于鐵礦燒結(jié)的生物質(zhì)燃料的制備方法，該制備方法根據(jù)鐵礦燒結(jié)燃料的要求，分別對生物質(zhì)進行成型、炭化、CaO粉末填充包裹等處理，解決生物質(zhì)疏松多孔、比表面積大、固定碳含量低、反應(yīng)過快等缺陷，同時實現(xiàn)燒結(jié)生產(chǎn)污染物減排。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)的。

一種應(yīng)用于鐵礦燒結(jié)的生物質(zhì)燃料的制備方法，包括以下步驟：

1)對生物質(zhì)進行粉碎，以使該生物質(zhì)的粒度達(dá)到5～10mm，對粉碎后的生物質(zhì)進行常溫成型，得到成型生物質(zhì)，其中，所述常溫成型的壓力為20～50MPa；

在所述步驟1)中，所述常溫成型的溫度為20～25℃。

在所述步驟1)中，所述常溫成型的時間為50～90秒。

2)第一階段炭化：在氮氣環(huán)境下，將步驟1)所得成型生物質(zhì)以5～10℃/min的升溫速率由室溫升至350～450℃；

在所述步驟2)中，所述室溫為20～25℃。